
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2025年高考数学第一轮复习考点讲与练第十章新定义(模块综合调研卷)(学生版+解析)
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这是一份2025年高考数学第一轮复习考点讲与练第十章新定义(模块综合调研卷)(学生版+解析),共27页。试卷主要包含了选择题的作答,非选择题的作答等内容,欢迎下载使用。
(考试时间:120分钟 试卷满分:150分)
注意事项:
1.答题前,先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上,并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.选择题的作答:每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂
黑。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3.非选择题的作答:用黑色签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试卷
草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4.考试结束后,请将本试卷和答题卡一并上交。
一、单选题(本题共 8 小题,每小题 5 分,共 40 分。在每小题给出的四个选项中, 只有一项是符合题目要求的)
1.北京大兴国际机场的显著特点之一是各种弯曲空间的运用,在数学上用曲率刻画空间弯曲性.规定:多面体的顶点的曲率等于与多面体在该点的面角之和的差(多面体的面的内角叫做多面体的面角,角度用弧度制),多面体面上非顶点的曲率均为零,多面体的总曲率等于该多面体各项点的曲率之和.例如:正四面体在每个顶点有3个面角,每个面角是,所以正四面体在每个顶点的曲率为,故其总曲率为.已知多面体的顶点数V,棱数E,面数F满足,则八面体的总曲率为( )
A.B.C.D.
2.定义表示两个数中的较小者,表示两个数中的较大者,设集合都是的含有两个元素的子集,且满足:对任意的都有,,则的最大值是
A.B.C.D.
3.丹麦数学家琴生是19世纪对数学分析做出卓越贡献的巨人,特别在函数的凹凸性与不等式方面留下了很多宝贵的成果.若为上任意个实数,满足,则称函数在上为“凹函数”.也可设可导函数在上的导函数为在上的导函数为,当时,函数在上为“凹函数”.已知,且,令的最小值为,则为( )
A.B.C.D.
4.设集合. 对于集合的子集A,若任取A中两个不同元素,有,且中有且只有一个为,则称A是一个“好子集”.下列结论正确的是( )
A.一个“好子集”中最多有个元素B.一个“好子集”中最多有个元素
C.一个“好子集”中最多有个元素D.一个“好子集”中最多有个元素
5.对于数列,若存在正数,使得对一切正整数,都有,则称数列是有界的.若这样的正数不存在,则称数列是无界的.记数列的前项和为,下列结论正确的是( )
A.若,则数列是无界的B.若,则数列是有界的
C.若,则数列是有界的D.若,则数列是有界的
6.对于三次函数给出定义:设是函数的导数,是的导数,若方程有实数解,则称点为函数的“拐点”,同学经过探究发现:任何一个三次函数都有“拐点”;任何一个三次函数都有对称中心,且拐点就是对称中心,若,请你根据这一发现计算:( )
A.2021B.2022C.2023D.2024
7.已知无穷数列,.性质,,,性质,,,,给出下列四个结论:
①若,则具有性质;
②若,则具有性质;
③若具有性质,则;
④若等比数列既满足性质又满足性质,则其公比的取值范围为.
则所有正确结论的个数为( )
A.1B.2C.3D.4
8.设,若函数有且只有三个零点,则实数的取值范围为( )
A.B.C.D.
二、多选题(本题共 3 小题,每小题 6 分,共 18 分。在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求。全部选对得 6 分,部分选对得部分分,有选错得 0 分)
9.若数列满足(,为常数),则称数列为“调和数列”.已知数列为“调和数列”,下列说法正确的是( )
A.若,则
B.若,且,,则
C.若中各项均为正数,则
D.若,,则
10.已知向量,,O是坐标原点,若,且方向是沿的方向绕着A点按逆时针方向旋转角得到的,则称经过一次变换得到.现有向量经过一次变换后得到,经过一次变换后得到,…,如此下去,经过一次变换后得到,设,, ,下列结论中正确的是( ).
A.B.
C. D.
11.记分别为函数的导函数.若存在,满足且,则称为函数与的一个“S点”.则下列说法正确的是( )
A.函数与不存在“S点”
B.若函数与存在“S点”,则
C.对于函数与.对于任意的,均不存在,使得函数与在区间内存在“S点”
D.对于函数与.对于任意的,存在,使得函数与在区间内存在“S点”
三、填空题(本题共 3 小题,每小题 5 分,共 15 分)
12.,若定义,则中的元素有 个.
13.在空间直角坐标系下,由方程所表示的曲面叫做椭球面(或称椭圆面).如果用坐标平面分别截椭球面,所得截面都是椭圆(如图所示),这三个截面的方程分别为,,上述三个椭圆叫做椭球面的主截线(或主椭圆).已知椭球面的轴与坐标轴重合,且过椭圆与点,则这个椭球面的方程为 .
14.俄国数学家切比雪夫是研究直线逼近函数理论的先驱.对定义在非空集合I上的函数,以及函数,切比雪夫将函数,的最大值称为函数与的“偏差”.若,,则函数与的“偏差”取得最小值时,m的值为 .
四、解答题(本题共 5 小题,共77分,其中 15 题 13 分,16 题 15 分,17 题 15 分,18 题 17 分,19 题 17 分,解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤)
15.如果n项有穷数列满足,,…,,即,则称有穷数列为“对称数列”.
(1)设数列是项数为7的“对称数列”,其中成等差数列,且,依次写出数列的每一项;
(2)设数列是项数为(且)的“对称数列”,且满足,记为数列的前项和.
①若,,…,构成单调递增数列,且.当为何值时,取得最大值?
②若,且,求的最小值.
16.在高等数学中,我们将在处可以用一个多项式函数近似表示,具体形式为:(其中表示的n次导数),以上公式我们称为函数在处的泰勒展开式.当时泰勒展开式也称为麦克劳林公式.比如在处的麦克劳林公式为:,由此当时,可以非常容易得到不等式请利用上述公式和所学知识完成下列问题:
(1)写出在处的泰勒展开式.
(2)若,恒成立,求a的范围;(参考数据)
(3)估计的近似值(精确到)
17.正整数集,其中.将集合拆分成个三元子集,这个集合两两没有公共元素.若存在一种拆法,使得每个三元子集中都有一个数等于其他两数之和,则称集合是“三元可拆集”.
(1)若,判断集合是否为“三元可拆集”,若是,请给出一种拆法;若不是,请说明理由;
(2)若,证明:集合不是“三元可拆集”;
(3)若,是否存在使得集合是“三元可拆集”,若存在,请求出的最大值并给出一种拆法;若不存在,请说明理由.
18.已知数列满足,数列满足,.
(1)求,的通项公式;
(2)定义:已知数列,,当时,称为“4一偶数项和整除数列”.
(i)计算,,其中,.
(ii)若为“4-偶数项和整除数列”,求的最小值.
19.“对称性”是一个广义的概念,包含“几何对称性”、“置换对称性”等范畴,是数学之美的重要体现.假定以下各点均在第一象限,各函数的定义域均为.设点,,,规定,且对于运算“”,表示坐标为的点.若点U,V,W满足,则称V与U相似,记作V~U.若存在单调函数和,使得对于图像上任意一点T,均在图像上,则称为的镜像函数.
(1)若点,,且N~M,求的坐标;
(2)证明:若为的镜像函数,,则;
(3)已知函数,为的镜像函数.设R~S,且.证明:.
第十章 新定义(模块综合调研卷)
(考试时间:120分钟 试卷满分:150分)
注意事项:
1.答题前,先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上,并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.选择题的作答:每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂
黑。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3.非选择题的作答:用黑色签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试卷
草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4.考试结束后,请将本试卷和答题卡一并上交。
一、单选题(本题共 8 小题,每小题 5 分,共 40 分。在每小题给出的四个选项中, 只有一项是符合题目要求的)
1.北京大兴国际机场的显著特点之一是各种弯曲空间的运用,在数学上用曲率刻画空间弯曲性.规定:多面体的顶点的曲率等于与多面体在该点的面角之和的差(多面体的面的内角叫做多面体的面角,角度用弧度制),多面体面上非顶点的曲率均为零,多面体的总曲率等于该多面体各项点的曲率之和.例如:正四面体在每个顶点有3个面角,每个面角是,所以正四面体在每个顶点的曲率为,故其总曲率为.已知多面体的顶点数V,棱数E,面数F满足,则八面体的总曲率为( )
A.B.C.D.
【答案】C
【分析】设每个面记为边形,求出所有的面角和,再根据定义即可得解.
【详解】设每个面记为边形,
则所有的面角和为,
根据定义可得该类多面体的总曲率.
故选:C.
2.定义表示两个数中的较小者,表示两个数中的较大者,设集合都是的含有两个元素的子集,且满足:对任意的都有,,则的最大值是
A.B.C.D.
【答案】C
【详解】根据题意,对于M,含2个元素的子集有个,
其中, {1,2}、{2,4}、{3,6}、{4,8}可以任选两个;
{1,3}、{2,6}符合题意;
{2,3}、{4,6}符合题意;
{3,4}、{6,8}符合题意;
即满足的任意的最多有4个,
故的最大值是4,
应选:C.
3.丹麦数学家琴生是19世纪对数学分析做出卓越贡献的巨人,特别在函数的凹凸性与不等式方面留下了很多宝贵的成果.若为上任意个实数,满足,则称函数在上为“凹函数”.也可设可导函数在上的导函数为在上的导函数为,当时,函数在上为“凹函数”.已知,且,令的最小值为,则为( )
A.B.C.D.
【答案】B
【分析】记函数,先判断函数的凹凸性,然后利用琴生不等式得,即可求解.
【详解】记函数,首先证明其凹凸性:
,
在0,1上为“凹函数”.
由琴生不等式,得,
即.
所以,
即当时,取最小值,所以.
故选:B.
4.设集合. 对于集合的子集A,若任取A中两个不同元素,有,且中有且只有一个为,则称A是一个“好子集”.下列结论正确的是( )
A.一个“好子集”中最多有个元素B.一个“好子集”中最多有个元素
C.一个“好子集”中最多有个元素D.一个“好子集”中最多有个元素
【答案】A
【分析】不妨设,则三者为1或0,分类讨论,确定,一个“好子集”中最多有个元素.
【详解】中有且只有一个为,不妨设,
则三者为1或0,
若三者均为0,则此时A中只有1个元素,即,
不合要求,舍去,
若三者中有1个0,则,有3个元素,满足要求,
若三者中有2个0,或没有0,则此时不满足,
综上,一个“好子集”中最多有个元素.
故选:A
5.对于数列,若存在正数,使得对一切正整数,都有,则称数列是有界的.若这样的正数不存在,则称数列是无界的.记数列的前项和为,下列结论正确的是( )
A.若,则数列是无界的B.若,则数列是有界的
C.若,则数列是有界的D.若,则数列是有界的
【答案】C
【分析】根据可知A错误;由可知不存在最大值,即数列无界;分别在为偶数和为奇数的情况下得到,由此可确定,知C正确;采用放缩法可求得,由可知D错误.
【详解】对于A,恒成立,存在正数,使得恒成立,
数列是有界的,A错误;
对于B,,
,,即随着的增大,不存在正数,使得恒成立,
数列是无界的,B错误;
对于C,当为偶数时,;当为奇数时,;
,存在正数,使得恒成立,
数列是有界的,C正确;
对于D,,
;
在上单调递增,,
不存在正数,使得恒成立,数列是无界的,D错误.
故选:C.
【点睛】关键点点睛:本题考查数列中的新定义问题,解题关键是理解数列有界的本质是对于数列中的最值的求解,进而可以通过对于数列单调性的分析来确定数列是否有界.
6.对于三次函数给出定义:设是函数的导数,是的导数,若方程有实数解,则称点为函数的“拐点”,同学经过探究发现:任何一个三次函数都有“拐点”;任何一个三次函数都有对称中心,且拐点就是对称中心,若,请你根据这一发现计算:( )
A.2021B.2022C.2023D.2024
【答案】C
【分析】根据题意求出函数的对称中心为,可得出,用倒序相加法即可求解.
【详解】由题意可知,所以,令,则,
所以,由题意可知函数的对称中心为,
所以,即,
所以,
所以
,
所以.
故选:C
【点睛】对称性常用结论;
1、若对于上的任意,函数都有,则图象关于直线对称.
2、若对于上的任意,函数都有,则图象关于点中心对称.
7.已知无穷数列,.性质,,,性质,,,,给出下列四个结论:
①若,则具有性质;
②若,则具有性质;
③若具有性质,则;
④若等比数列既满足性质又满足性质,则其公比的取值范围为.
则所有正确结论的个数为( )
A.1B.2C.3D.4
【答案】C
【分析】根据性质的定义可判断①;根据性质的定义可判断②;根据性质的定义可得,,利用累加法可证③;对于④,结合③,可得,由an满足性质,分和讨论求出,再由an满足性质得,构造,求导结合函数单调性可验证满足题意.
【详解】对于①,因为,对,,
即,所以an不具有性质,故①错误;
对于②,,对,,
,
,即an具有性质,故②正确;
对于③,若an具有性质,令,则,
即,,
,又,
所以,,故③正确;
对于④,an是等比数列,设其公比为,又,,
若an满足性质,由选项③得,即,,,
由,,得,
当时,得,即,对,又,,
当时,不妨设,则,
,解得,,
综上,若an满足性质,则.
若an满足性质,对,,,
可得,即,令,则,
又,所以函数在上单调递增,又由an满足性质,,
成立,
所以等比数列an既满足性质s又满足性质t,则其公比的取值范围为.
故④正确.
故正确的为②③④共个.
故选:C
【点睛】方法点睛:对于以数列为背景的新定义问题的求解策略:
1、紧扣新定义,首先分析新定义的特点,把心定义所叙述的问题的本质弄清楚,应用到具体的解题过程中;
2、用好数列的性质,解题时要善于从试题中发现可以使用的数列的性质的一些因素.
8.设,若函数有且只有三个零点,则实数的取值范围为( )
A.B.C.D.
【答案】C
【分析】构造函数与,先利用导数研究得的性质,再利用二次函数的性质研究得的性质,从而作出的图像,由此得到,分类讨论与时的零点情况,据此得解.
【详解】令,则,
令,得;令,得;
所以在上单调递减,在上单调递增,故,
又因为对于任意,在总存在,使得,
在上由于的增长速率比的增长速率要快得多,所以总存在,使得,
所以在与上都趋于无穷大;
令,则开口向下,对称轴为,
所以在上单调递增,在上单调递增,故,
.
因为函数有且只有三个零点,
而已经有唯一零点,所以必须有两个零点,则,即,解得或,
当时,,则,
即在处取不到零点,故至多只有两个零点,不满足题意,
当时,,则,所以在处取得零点,
结合图像又知与必有两个交点,故在与必有两个零点,
所以有且只有三个零点,满足题意;
综上:,即.
故选:C.
二、多选题(本题共 3 小题,每小题 6 分,共 18 分。在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求。全部选对得 6 分,部分选对得部分分,有选错得 0 分)
9.若数列满足(,为常数),则称数列为“调和数列”.已知数列为“调和数列”,下列说法正确的是( )
A.若,则
B.若,且,,则
C.若中各项均为正数,则
D.若,,则
【答案】BCD
【分析】根据“调和数列”的定义可以确定为等差数列,再利用等差数列的性质可以确定错误;利用等差数列的定义求得其通项公式,则正确;根据等差数列的性质结合基本不等式可得证,则正确;构造函数,得,得,再求和即可得到正确.
【详解】依题意可得为等差数列,由,根据等差数列的性质得,则可得,,,故错误;
由,且,,可得,,,,,故正确;
由为等差数列,可得,,当且仅当时取等号,故正确;
由,,可求得,令,,,则在上单调递减,在上单调递增,则,即恒成立,即在时恒成立,恒成立,,,,
,所以正确.
故选:.
10.已知向量,,O是坐标原点,若,且方向是沿的方向绕着A点按逆时针方向旋转角得到的,则称经过一次变换得到.现有向量经过一次变换后得到,经过一次变换后得到,…,如此下去,经过一次变换后得到,设,, ,下列结论中正确的是( ).
A.B.
C. D.
【答案】AC
【分析】当时,,,根据平面向量坐标的数乘运算及两角和的正弦余弦公式即可判断AB;设,当时,由定义得出,结合向量旋转的坐标表示得出,由等比数列求和公式得出,根据两角和的正弦余弦公式即可求得,进而判断CD.
【详解】当时,,,
则
,故A正确,B错误;
设,当时,由题意得,
,
,
因为,
所以
,
所以
,故C正确,D错误;
故选:AC.
【点睛】关键点睛:平面向量的旋转可以转化为两部分模和角度,若与正半轴夹角为,逆时针旋转可以表示为,结合定义,即可求解.
11.记分别为函数的导函数.若存在,满足且,则称为函数与的一个“S点”.则下列说法正确的是( )
A.函数与不存在“S点”
B.若函数与存在“S点”,则
C.对于函数与.对于任意的,均不存在,使得函数与在区间内存在“S点”
D.对于函数与.对于任意的,存在,使得函数与在区间内存在“S点”
【答案】ABD
【分析】根据“S点”的定义,结合导数对选项进行分析,从而确定正确答案.
【详解】A选项,由,即,
解得或.
由,即,
所以函数与不存在“S点”,A选项正确.
B选项,函数,,与,,
由,消去并化简得,
则,B选项正确.
CD选项,对于函数与,
,
由,假设,得,得.
由得,得,
令,
设,
则,得,
由的图象在0,1上不间断,
则在0,1上有零点,则ℎx在0,1上有零点,
故存在,使函数与在区间0,+∞内存在“S点”.
故选:ABD
【点睛】方法点睛:解新定义题型的步骤:(1)理解“新定义”——明确“新定义”的条件、原理、方法、步骤和结论.(2)重视“举例”,利用“举例”检验是否理解和正确运用“新定义”;归纳“举例”提供的解题方法.归纳“举例”提供的分类情况.(3)类比新定义中的概念、原理、方法,解决题中需要解决的问题.
三、填空题(本题共 3 小题,每小题 5 分,共 15 分)
12.,若定义,则中的元素有 个.
【答案】
【分析】根据复数模的运算公式,结合题中定义进行求解即可.
【详解】因为,,
所以,,
共14个元素.
故答案为:
【点睛】关键点点睛:本题的关键是理解题中定义.
13.在空间直角坐标系下,由方程所表示的曲面叫做椭球面(或称椭圆面).如果用坐标平面分别截椭球面,所得截面都是椭圆(如图所示),这三个截面的方程分别为,,上述三个椭圆叫做椭球面的主截线(或主椭圆).已知椭球面的轴与坐标轴重合,且过椭圆与点,则这个椭球面的方程为 .
【答案】
【分析】采用待定系数法,结合已知定义可设,代入点坐标即可结果.
【详解】设椭球面的方程为:,
椭球面过点,,解得:,
椭球面的方程为:.
故答案为:.
【点睛】关键点点睛:本题考查与椭圆有关的新定义问题的求解,解题关键是能够充分理解椭球面方程与截面方程之间的关系,进而采用待定系数法来进行求解.
14.俄国数学家切比雪夫是研究直线逼近函数理论的先驱.对定义在非空集合I上的函数,以及函数,切比雪夫将函数,的最大值称为函数与的“偏差”.若,,则函数与的“偏差”取得最小值时,m的值为 .
【答案】
【分析】结合所给条件,可得函数与的“偏差”为,结合绝对值不等式,求出即可得.
【详解】令,
令,
因为,所以,,
由,则,
令,即,解得,
则,
故当且仅当时,有.
故函数与的“偏差”取得最小值时,m的值为.
故答案为:−2
【点睛】关键点点睛:本题关键点在于结合题意得到,从而可得出取最小值时,的值.
四、解答题(本题共 5 小题,共77分,其中 15 题 13 分,16 题 15 分,17 题 15 分,18 题 17 分,19 题 17 分,解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤)
15.如果n项有穷数列满足,,…,,即,则称有穷数列为“对称数列”.
(1)设数列是项数为7的“对称数列”,其中成等差数列,且,依次写出数列的每一项;
(2)设数列是项数为(且)的“对称数列”,且满足,记为数列的前项和.
①若,,…,构成单调递增数列,且.当为何值时,取得最大值?
②若,且,求的最小值.
【答案】(1)1,3,5,7,5,3,1
(2)①1012;②2025
【分析】(1)根据新定义“对称数列”的定义和已知条件可求得公比,进而求得结果;
(2)①根据对称数列的定义可得数列为等差数列,然后根据二次函数的性质来求解;②由条件得到数列相邻两项间的大小关系,并结合定义求得的取值范围,然后结合已知条件确定出最后的结果
【详解】(1)因为数列bn是项数为7的“对称数列”,所以,
又因为成等差数列,其公差,…
所以数列bn的7项依次为1,3,5,7,5,3,1;
(2)①由,,…,是单调递增数列,数列是项数为的“对称数列”且满足,
可知,,…,构成公差为2的等差数列,,,…,构成公差为的等差数列,
故
,
所以当时,取得最大值;
②因为即,
所以即,
于是,
因为数列是“对称数列”,
所以
,
因为,故,
解得或,所以,
当,,…,构成公差为的等差数列时,满足,
且,此时,所以的最小值为2025.
【点睛】关键点点睛:本题关键是理解对称数列的定义,第二问①关键是得到,,…,构成公差为的等差数列.
16.在高等数学中,我们将在处可以用一个多项式函数近似表示,具体形式为:(其中表示的n次导数),以上公式我们称为函数在处的泰勒展开式.当时泰勒展开式也称为麦克劳林公式.比如在处的麦克劳林公式为:,由此当时,可以非常容易得到不等式请利用上述公式和所学知识完成下列问题:
(1)写出在处的泰勒展开式.
(2)若,恒成立,求a的范围;(参考数据)
(3)估计的近似值(精确到)
【答案】(1);
(2);
(3)
【分析】(1)求导,根据题意写出在处的泰勒展开式;
(2)结合在处的泰勒展开式,构造函数证明,再令,,求导得到函数单调性,证明出,当时, ,满足要求,当时,令,,易求得,所以必存在一个区间,使得在上单调递减, 所以时,,不合要求,从而得到答案;
(3)求出和的泰勒展开式,得到,令,估计的近似值.
【详解】(1),,,,
其中,
在处的泰勒展开式为:,
(2)因为,
由在处的泰勒展开式,先证,
令,
,易知,所以在上单调递增,
所以,所以在上单调递增,所以,
所以在上单调递增,所以,
再令,,易得,
所以在上单调递增,在上单调递减,
而,所以恒成立,
当时, ,所以成立,
当时,令,,易求得,
所以必存在一个区间,使得在上单调递减,
所以时,,不符合题意.
综上所述,.
(3)因为转化研究的结构,
,
,
两式相减得 ,
取得,
所以估计的近似值为(精确到).
【点睛】麦克劳林展开式常常用于放缩法进行比较大小,常用的麦克劳林展开式如下:
,,
,
,
,
17.正整数集,其中.将集合拆分成个三元子集,这个集合两两没有公共元素.若存在一种拆法,使得每个三元子集中都有一个数等于其他两数之和,则称集合是“三元可拆集”.
(1)若,判断集合是否为“三元可拆集”,若是,请给出一种拆法;若不是,请说明理由;
(2)若,证明:集合不是“三元可拆集”;
(3)若,是否存在使得集合是“三元可拆集”,若存在,请求出的最大值并给出一种拆法;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)是,拆法见解析
(2)证明见解析
(3)答案见解析
【分析】(1),可拆成或、;
(2)三元可拆集”中所有元素和为偶数,中所有元素和为,与和为偶数矛盾;
(3)可以拆成16个三元子集,将这16个三元子集中的最大的数依次记为,利用等差数列求和得到,结合,得到不等式,求出,当时写出相应的集合以及具体拆法,得到答案.
【详解】(1)是,,可拆成或、;
(2)对于“三元可拆集”,其每个三元子集的元素之和为偶数,
则“三元可拆集”中所有元素和为偶数;而,
中所有元素和为,与和为偶数矛盾,
所以集合不是“三元可拆集”;
(3)有48个元素,可以拆成16个三元子集,
将这16个三元子集中的最大的数依次记为,
则;
另一方面,中所有元素和为,
所以,
所以,解得,即;
当时,,可拆为、
、
、
(拆法不唯一);
综上所述,的最大值是7.
【点睛】关键点点睛:集合新定义问题,命题新颖,且存在知识点交叉,常常会和函数的性质,数列知识等进行结合,很好的考虑了知识迁移,综合运用能力,对于此类问题,一定要解读出题干中的信息,正确理解问题的本质,转化为熟悉的问题来进行解决.
18.已知数列满足,数列满足,.
(1)求,的通项公式;
(2)定义:已知数列,,当时,称为“4一偶数项和整除数列”.
(i)计算,,其中,.
(ii)若为“4-偶数项和整除数列”,求的最小值.
【答案】(1),.
(2)(i),;(ii)
【分析】(1)因式分解得到,变形得到,故为公比为3的等比数列,求出通项公式;
(2)(i)利用等差数列求和公式得到,并利用等比数列求和公式得到;
(ii)方法一,根据得到,2,3不满足题意,满足要求,进一步得到,变形后结合二项式定理得到,并得到,得到结论;
方法二:根据得到,2,3不满足题意,满足要求,当时,,故,根据且,证明出结论.
【详解】(1)由可得,
根据可得,
由可得,且,
所以是以首项为3,公比为3的等比数列,故.
(2)(i),
.
(ii)方法一:当时,,
显然,,2,3不满足题意,时,,满足要求,
当时,,
,
故,得证.
方法二:当时,,
显然,,2,3不满足题意.时,,满足要求,
当时,,,
因为且,
下面证明对恒成立,
令,则,当时,,
故在x∈0,+∞单调递增,故,
故对恒成立,
所以,得证,
故最小值为4.
【点睛】数列新定义问题,主要针对于等差,等比,递推公式和求和公式等综合运用,对常见的求通项公式和求和公式要掌握牢固,同时涉及数列与函数,数列与解析几何,数列与二项式定理,数列与排列组合等知识的综合,要将“新”性质有机地应用到“旧”性质上,创造性的解决问题.
19.“对称性”是一个广义的概念,包含“几何对称性”、“置换对称性”等范畴,是数学之美的重要体现.假定以下各点均在第一象限,各函数的定义域均为.设点,,,规定,且对于运算“”,表示坐标为的点.若点U,V,W满足,则称V与U相似,记作V~U.若存在单调函数和,使得对于图像上任意一点T,均在图像上,则称为的镜像函数.
(1)若点,,且N~M,求的坐标;
(2)证明:若为的镜像函数,,则;
(3)已知函数,为的镜像函数.设R~S,且.证明:.
【答案】(1)
(2)证明见解析
(3)证明见解析
【分析】(1)由函数的新定义根据已知条件计算即可;
(2)由镜像函数的定义证明即可;
(3)根据函数的新定义把问题转化为,再构造函数,求导后二次构造函数ℎx求导分析单调性,结合对称性可证明.
【详解】(1)设,则根据题意有.
因为N~M,则存在点,使得:
.
由条件知,由得,解得,
所以N的坐标为,的坐标为.
故的坐标为.
(2)由条件知点在函数图像上,则点在函数的镜像函数图像上.
所以.同理,即.
由(1)可知,若A~B,则,故.
(3)设,若R~S,且,由(1)可知,存在使得.
故,,且,
故若,只需(*).
由(2)可知,且因为,的定义域均为0,+∞,由对称性可知,的值域也均为0,+∞.
故(*)等价于.
设,则.
设,则,当时,ℎ′x>0,ℎx单调递增,
故当时,,,单调递增.
设,则,
当时,,单调递增,故,即,且由对称性可知.
所以,
故.
综上,.
【点睛】关键点点睛:本题关键是对函数新定义的理解,第三问需要将其转化为研究的单调性问题.
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